CN210982301U - 一种接触式皮带物料水分检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种接触式皮带物料水分检测仪，属于物料水分检测技术领域。本实用新型包括齿轨、操控机构、探针、测距装置和就地集控箱，操控机构设置有两个，两个操控机构之间不同的开距对应着不同的物料种类，在其开距控制电机的作用下可沿齿轨往复移动，并在测距装置的配合下准确移动至物料种类对应的位置处，操控机构通过其俯角控制轴与探针连接，在俯角控制电机的作用下使探针沿俯角控制轴的轴向旋转，以适应不同尺寸的物料；在就地集控箱中控制系统的控制下可以实时检测水分含量。

Description

一种接触式皮带物料水分检测仪

技术领域

本实用新型涉及物料水分检测技术领域，更具体地说，涉及一种接触式皮带物料水分检测仪。

背景技术

物料水分检测在工业生产和存储中起着非常重要的作用，只有准确检测出了物料含水量，才能有针对性的烘干或加湿物料，以满足物料对含水量的要求。在工业生产过程中，物料含水量的不达标不仅影响产品的效果造成产品质量不合格，也会影响工业生产的效率造成能源浪费。因而快速、准确、实时地检测物料含水量是保证工业生产正常且高效进行的重要一环。

目前，已有的物料水分测量方案有卡尔*费体法、快速失重法等直接测量方法，也有电导式水分仪、电容式水分仪、微波水分仪、红外水分仪、中子水分仪等采用间接法的仪器。要想实现水分的快速在线连续测量，可采用中子测定法、红外吸收法、电导法等。其中电导法因其具有响应速度较快、自动控制系统简单可靠以及投资成本小等优点，在工业皮带物料水分检测领域中有着广泛应用。电导式水分仪的基本原理是：物料含水量与物料电导率成正比，当在物料两端加上信号源时会在物料上产生分压，测量电压与含水量之间存在一定的线性关系。

现有的接触式皮带物料水分检测仪，一台通常只适用于一种特定的物料种类，功能单一；此外，现有接触式皮带物料水分仪一旦安装后便整体固定下来，检测位置不灵活；在显示部分，现有接触式水分测量仪显示功能简单，不便于根据显示结果进行整体分析。

经检索，中国专利号201220533185.9，授权公告日为2013年8月7日，发明创造名称为：一种水分测试仪，该申请案包括壳体、探针式传感器、主控电路、显示屏、控制按键和报警指示灯，探针式传感器可以进行水分检测和温度检测，控制按键用于控制该装置的开关以及切换不同测量模式。该申请案的水分测试仪可以测量木材类和非木材类建材的水分含量以及环境温度，方便携带。但该申请案将所需的工作模式预设在水分仪中，通过控制按键切换选择，但在出现新的测量要求时该水分仪无法及时提供相应的可选模式，使用有局限性。此外，该申请案要求必须进入现场进行人工测量，测量效率低，且还可能由于工作人员的疏忽出现错误数据。

发明内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中，水分检测仪检测物料单一、测量位置不灵活、显示功能简单的问题，提供了一种接触式皮带物料水分检测仪，本实用新型可以适应各种物料，并训练存储多种检测模型，同时可显示测量曲线传至上位机，便于分析。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种接触式皮带物料水分检测仪，包括探针、齿轨和操控机构，所述的操控机构设置有两个，两操控机构能沿齿轨往复移动，操控机构设置有俯角控制轴，该俯角控制轴能够沿其轴向旋转；所述的探针包括支持杆和电极，支持杆的一端与俯角控制轴连接，另一端连接电极。

作为本实用新型更进一步地改进，所述的操控机构包括一外套筒，该外套筒套在齿轨上，且该外套筒的内部设置有开距控制电机和齿轮，齿轮与齿轨的啮合，开距控制电机带动齿轮旋转，进而带动操控机构沿齿轨往复移动。

作为本实用新型更进一步地改进，所述的外套筒内部还设置有俯角控制电机，该俯角控制电机与俯角控制轴相连，带动俯角控制轴转动。

作为本实用新型更进一步地改进，所述的齿轨上设置有测距装置，测距装置包括两组配对的超声发射器和超声接收器，分别安装在测距装置主体的两侧，所述的外套筒上安装有挡板，超声发射器发射的信号经挡板反射至超声接收器。

作为本实用新型更进一步地改进，所述的齿轨上开设有滑槽，外套筒的内壁安装有滑轮，滑轮在滑槽内滑动。

作为本实用新型更进一步地改进，所述的支持杆靠近电极的一端还设置有温度传感器，且支持杆上包裹有橡胶层。

作为本实用新型更进一步地改进，所述的超声发射器和超声接收器采用基恩士FW-H07超声波测距传感器。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种接触式皮带物料水分检测仪，两探针之间的不同开距代表着不同物料，可以根据被测物料的种类选择所需的开距，在超声测距装置的检测配合下，能够精准的将探针的开度确定下来，同时探针俯角也可以根据物料的形状和位置进行调节，增加了物料测量的准确性和灵活性。

(2)本实用新型的一种接触式皮带物料水分检测仪，探针包括支持杆和电极，支持杆外设置有绝缘套，可以减小对物料电导测量精度的影响，且支持杆上还连接有温度传感器，除进行水分检测外还可进行温度测量，将物料温度也作为变量纳入电导-含水量的对应模型，可进一步提高测量精度。

(3)本实用新型的一种接触式皮带物料水分检测仪，其外套筒的的内壁安装有两个滑轮，滑轮在齿轨的滑槽内滑动，能够减小操控机构移动时的阻力与磨损，延长该装置的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的一种接触式皮带物料水分检测仪的现场测量装置结构示意图；

图2为本实用新型中超声测距机构的结构示意图；

图3为本实用新型中操控机构的内部结构图；

图4为本实用新型中就地集控箱控制系统的结构框图；

图5为本实用新型的电极间阻抗测量电路。

示意图中的标号说明：

1、齿轨；2、操控机构；21、俯角控制轴；22、俯角控制电机；23、开距控制电机；24、齿轮；25、滑轮；31、支持杆；32、电极；33、温度传感器；4、测距装置；41、超声发射器；42、超声接收器；5、档板。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

结合图1和图3，本实施例的一种接触式皮带物料水分检测仪，包括探针、齿轨1和操控机构2，所述的齿轨1固定于皮带物料上方，作为整个装置的承重与移动悬梁，且其上开设有滑槽。所述的操控机构2设置有两个，操控机构2包括一外套筒，该外套筒套在齿轨1上，其内部设置有开距控制电机23和齿轮24，齿轮24与齿轨1啮合，在开距控制电机23带动下旋转，进而带动操控机构2沿齿轨1往复移动。

进行测量时，两操控机构2之间的开距可根据实际情况进行调节，其间的开距每次以固定数值增加或减少，不同开距大小对应相应的电导与水分含量的模型，能够对多种物料进行检测，通用性较好；同时，外套筒的的内壁安装有两个滑轮25，滑轮25在齿轨的滑槽内滑动，能够减小操控机构移动时的阻力与磨损，延长该装置的使用寿命。

所述的操控机构2的外套筒里还设置有俯角控制电机22，外套筒上设置有与齿轨1平行的俯角控制轴21，俯角控制电机22与俯角控制轴21相连，带动俯角控制轴21沿其轴向旋转；所述的探针包括支持杆31、电极32和温度传感器33，支持杆31的一端与俯角控制轴21连接，另一端连接电极32用以测量物料的电导值，实际测量时，探针可根据物料的形状和位置进行调节，增加了物料测量的准确性和灵活性，同时将俯角倾斜方向设置成与物料前进方向一致，减少了物料移动对探针造成的波动及形变影响。

所述的支持杆31外设有绝缘套，能够减小对物料电导测量精度的影响，温度传感器33选择杭州米科传感公司的PT100热电阻传感器，通过固定件固定在支持杆31上(图1所示的温度传感器33仅为示意)，该温度传感器33靠近电极32，将物料温度也作为变量纳入电导-含水量的对应模型，可进一步提高测量精度。

实施例2

结合图1和图2，本实施例的一种接触式皮带物料水分检测仪，基本同实施例1，其不同之处在于：所述的齿轨1上侧中部设置有测距装置4，测距装置4包括两组配对的超声发射器41和超声接收器42，超声发射器41和超声接收器42采用基恩士FW-H07超声波测距传感器，分别安装在测距装置4主体的两侧，两操控机构的外套筒上安装有挡板5。

根据被测物料的种类选择相应模型时，启用该测距装置4，超声发射器41发射的信号经挡板5反射至超声接收器42，通过发射和接收的时间计算出发射点到挡板5的距离，能够精准的限定两操控机构之间的开距，保证了模型选择的正确性。

实施例3

结合图4，本实施例的一种接触式皮带物料水分检测仪，基本同实施例2，其不同之处在于：该水分检测仪还包括就地集控箱，就地集控箱内的控制系统包括中央控制单元、检测采样控制模块、操作面板、输出显示模块、电源模块、警报模块、存储模块、通讯模块，中央控制单元选用以ARM为核心的控制器，上述各个模块经中央控制单元的控制互相传递信息，且均为电气连接。

当给安装好的水分测量仪通上电后，控制系统的电源模块会产生两部分电源：集控箱供电电源和探针信号激励源，集控箱供电电源对各个模块提供所需幅值频率的电源，探针信号激励源单独为探针供电，该信号激励源采用ICL8038芯片构成电路。具体地，结合图5，ICL8038芯片的引脚一和引脚十二分别连接可变电阻RW1和RW2，通过调节这两个电阻可以调节输出波形的正向、负向失真度，引脚八连接可调电阻RW3，用来调整输出波形的频率，引脚四和引脚五共同连接可调电阻RW4，用来调节输出波形的对称度，引脚二输出可以调节的正弦波为探针供电，能够消除物料极化效应对测量精度的影响，且使探针测得的数据更稳定。

所述的操作面板包括模式选择按键和参数设置按键，该操作面板置于就地集控箱表面，模式选择按键用于根据现场的物料种类选择合适的测量模型，参数设置用于对探针信号激励源的幅值频率、警报模块的上下限和探针开度俯角等进行设置。

所述的检测采样控制模块与探针相连接，将检测到的水分和温度信息送入中央控制单元进行处理运算，得到的各个数据一方面通过输出显示模块进行显示，另一方面送入存储模块进行存储，显示模块不仅能显示单点水分、温度、探针开距俯角，还能动态显示连续波形，所述的通讯模块可用无线通讯、有限通讯、蓝牙通讯多种方式将存储的数据送入PC端，避免了人工记录易出现错误的问题，同时方便进行进一步分析，警报模块在水分超出设定的上下限范围时进行报警，以便及时的对物料加湿或烘干。

该水分检测仪能对不同种类的物料样本进行训练，并建立相应的物料含水量的数学模型，以可选模式的形式存储于就地集控箱的存储模块，能够快速适应新的检测对象，不断增加水分仪的测量种类，具体的训练步骤为：

(1)对样本物料在训练过程中进行恒温处理，以模拟实际运行时的环境温度；

(2)运用该水分检测仪对样本物料进行测量，检测样本物料的电压值作为因变量，同时，使用称重法或化学法等测量方法测量样本物料的含水量作为自变量；

(3)对样本物料进行适当干燥，并重复进行步骤(2)；

(4)利用步骤(3)所获得的数据，通过spss软件建立样本物料在一定探针开距与环境温度下的含水量-测量电压的关系模型；

(5)将步骤(4)所得的数学模型存储于水分仪就地集控箱的存储模块中，下次测量此种物料时可直接切换调用此关系模型对应的模式。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种接触式皮带物料水分检测仪，包括探针，其特征在于：还包括齿轨(1)和操控机构(2)，所述的操控机构(2)设置有两个，两操控机构(2)能沿齿轨(1)往复移动，操控机构(2)设置有俯角控制轴(21)，该俯角控制轴(21)能够沿其轴向旋转；所述的探针包括支持杆(31)和电极(32)，支持杆(31)的一端与俯角控制轴(21)连接，另一端连接电极(32)。

2.根据权利要求1所述的一种接触式皮带物料水分检测仪，其特征在于：所述的操控机构(2)包括一外套筒，该外套筒套在齿轨(1)上，且该外套筒的内部设置有开距控制电机(23)和齿轮(24)，齿轮(24)与齿轨(1)啮合，开距控制电机(23)带动齿轮(24)旋转，进而带动操控机构(2)沿齿轨(1)往复移动。

3.根据权利要求2所述的一种接触式皮带物料水分检测仪，其特征在于：所述的外套筒内部还设置有俯角控制电机(22)，该俯角控制电机(22)与俯角控制轴(21)相连，带动俯角控制轴(21)转动。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种接触式皮带物料水分检测仪，其特征在于：所述的齿轨(1)上设置有测距装置(4)，测距装置(4)包括两组配对的超声发射器(41)和超声接收器(42)，分别安装在测距装置(4)主体的两侧，外套筒上安装有挡板(5)，超声发射器(41)发射的信号经挡板(5)反射至超声接收器(42)。

5.根据权利要求4所述的一种接触式皮带物料水分检测仪，其特征在于：所述的齿轨(1)上开设有滑槽，外套筒的内壁安装有滑轮(25)，滑轮(25)在滑槽内滑动。

6.根据权利要求5所述的一种接触式皮带物料水分检测仪，其特征在于：所述的支持杆(31)靠近电极(32)的一端还设置有温度传感器(33)，且支持杆(31)上包裹有橡胶层。

7.根据权利要求6所述的一种接触式皮带物料水分检测仪，其特征在于：所述的超声发射器(41)和超声接收器(42)采用基恩士FW-H07超声波测距传感器。

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